JP2019182034A - 車両の制動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の前後方向軸線の方向と「斜面の傾斜方向」とのなす角及び操舵輪の操舵角によらず、ヒルホールド制御実行時に車両を斜面に確実に保持すること。
【解決手段】角度パラメータ取得手段により特定される第１傾斜角θs及び第２傾斜角θ、並びに操舵角センサにより検出される操舵角θfに基づいてヒルホールド制動力を決定する。これにより、ヒルホールド制御実行時に操舵輪の操舵角θfが変更されたときであっても、車両の降坂方向への移動を防止することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、運転者がブレーキペダルの操作を行って車両が坂路上に停止した後に運転者がブレーキペダルの操作を解除したとき、当該車両を坂路上に停止させておくための制動力を車輪に付与し続けるヒルホールド制御を実行する制動制御装置に関する。

従来の制動制御装置の一つ（以下、「従来装置」と称呼される。）は、ヒルホールド制御の実行中に運転者がアクセルペダルを操作すると、車両が発進できるように制動力を速やかに低下させるようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００７−１１２２９４号公報

ところで、ヒルホールド制御時に各車輪に付与される制動力（ヒルホールド制動力）は、斜面上で停止している車両の前後方向軸線の水平面に対する角度の大きさが小さいほど小さい値に設定されることが望ましい。これは、ヒルホールド制御中にアクセルペダルが踏まれることによりヒルホールド制御が終了したとき、車両が滑らかに発進できるように制動力を速やかに低下させるためである。従って、ヒルホールド制動力は、車両の前後方向軸線の水平面に対する傾きに基づいて決定されることが望ましい。

しかし、斜面上に車両が停止してヒルホールド制御が実行されているとき、車両の前後方向軸線の方向と、車両に作用する「重力の斜面に沿った成分」の方向（以下、「斜面の傾斜方向」と称呼する。）と、のなす角、及び、操舵輪の向き（操舵角）によっては、上記のように決定されるヒルホールド制動力が過小になる場合が生じる。その結果、車両が停止位置から降坂方向へ移動する虞がある。

例えば、斜面上に停止している車両の前後方向軸線と斜面の傾斜方向とが一致していないとき、車両の操舵輪の向きが「斜面の傾斜方向」に一致する方向に向いていると、操舵輪の保持に寄与している操舵輪の横力が減少する。その結果、ヒルホールド制御実行時に各車輪を保持する力が不足するので、車両が降坂方向へ移動してしまう。

本発明は上記課題に対処するために為されたものである。即ち、本発明の目的の一つは、車両の前後方向軸線の方向と「斜面の傾斜方向」とのなす角及び操舵輪の操舵角によらず、ヒルホールド制御実行時に車両を斜面に確実に保持することが可能な車両の制動制御装置を提供することにある。

そこで、本発明の車両の制動制御装置（以下、「本発明装置」とも称呼する。）は、
複数の車輪（Ｗ）のそれぞれに制動力を付与する制動装置（４０）及び前記複数の車輪のうちの操舵輪（ＷＦ）の操舵角（θf ）を変更可能な操舵装置（５０）を備えた車両（１２）に適用される。

本発明装置は、ブレーキペダル（４１）の操作に応じた制動力が前記制動装置によって前記複数の車輪に付与されることにより前記車両が斜面（Ｓ）において停止した後に前記ブレーキペダルの操作が解除されたとき、前記車両を停止させ続けるのに必要な制動力以上のヒルホールド制動力を、前記制動装置を用いて前記複数の車輪にそれぞれ付与する（ステップ７５０）制御部（７０）を備える。

本発明装置は、更に、
前記斜面と水平面（Ｈ）とのなす角度である第１傾斜角（θs ）及び前記斜面上における前記車両の前後方向の向きを表す角度である第２傾斜角（θ）を特定する角度パラメータ取得手段（７１、７０）と、
前記操舵輪の前記操舵角を検出する操舵角センサ（７３）と、を備える。

車両の前後方向が斜面の傾斜方向と平行でない状態にて車両が斜面上に停止したとき、操舵輪の向きが「斜面の傾斜方向」に近付く方向にステアリングホイールが操作されると、操舵輪の横力が減少する。その結果、第１傾斜角（θs ）及び第２傾斜角（θ）に基づいて算出された各車輪を保持する力（保持制動力）が不足して各車輪が回転し、車両が降坂方向へ移動してしまうという問題が起こり得る。

そこで、上記問題を解決するため、前記制御部は、少なくとも前記角度パラメータ取得手段により特定される前記第１傾斜角及び前記第２傾斜角、並びに前記操舵角センサにより検出される前記操舵角に基づいて、前記ヒルホールド制動力を決定する（ステップ７２０、ステップ７３０、ステップ７９０）ように構成される。

よって、本発明装置によれば、車両の前後方向軸線の方向と「斜面の傾斜方向」とのなす角及び操舵輪の操舵角によらず、ヒルホールド制御実行時に車両を斜面上に確実に保持し、車両の降坂方向への移動を防止することができる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び／又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る車両の制動制御装置が適用される車両の概略構成図である。 図２は、図１に示した車両が斜面に停車している状態を表した説明図であり、図２（Ａ）は斜面に停車した車両の斜視図、図２（Ｂ）は斜面の側面図（１−１断面図）、図２（Ｃ）は斜面を斜面の法線方向から見た上面図（２−２断面図）である。 図３は、図１に示した車両の制動制御装置の作動を説明するためのモデルであり、車両の前部が下方に向いており、操舵角がゼロであるときの図である。 図４は、図３に示したモデルにおいて、操舵角が正の値であるときの図である。 図５は、図３に示したモデルにおいて、操舵角が負の値であるときの図である。 図６は、図１に示した車両の制動制御装置の作動を説明するためのモデルであり、車両の前部が上方に向いているときの図である。図６（Ａ）は操舵角がゼロ、図６（Ｂ）は操舵角が正の値、図６（Ｃ）は操舵角が負の値であるときの図である。 図７は、図１に示したＥＣＵのＣＰＵが実行する「ヒルホールド制御ルーチン」を示したフローチャートである。

（構成）
本発明の実施形態に係る車両の制動制御装置（以下、「本制御装置」とも称呼される。）は、図１に示したように、車両１０に適用される。車両１０は、駆動装置２０、駆動力伝達機構３０、油圧式摩擦制動装置４０、操舵装置５０、ＥＣＵ６０及び車輪Ｗ（ＷＦＬ、ＷＦＲ、ＷＲＬ及びＷＲＲ）等を備えている。

駆動装置２０は、図示しないエンジン本体及び変速機等を含んでいる。駆動装置２０は、駆動力伝達機構３０を介して車両１０の前輪（左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲ）を駆動する駆動力を発生する。

駆動力伝達機構３０は、プロペラシャフト３１、ディファレンシャルギア３２、左前輪車軸３３Ｌ及び右前輪車軸３３Ｒ等を含んでいる。駆動装置２０が発生する駆動力はプロペラシャフト３１に伝達される。プロペラシャフト３１の駆動力は、ディファレンシャルギア３２を介して左前輪車軸３３Ｌ及び右前輪車軸３３Ｒへそれぞれ伝達され、これにより左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲが回転駆動される。

以下、車輪毎に設けられる要素については、その符号の末尾に、左前輪を表す添字ＦＬ、右前輪を表す添字ＦＲ、左後輪を表す添字ＲＬ及び右後輪を表す添字ＲＲをそれぞれ付す。但し、車輪毎に設けられる要素について車輪位置を特定しない場合、それらの添字は省略される。

油圧式摩擦制動装置４０は、ブレーキペダル４１、マスタシリンダ４２、油圧回路４３及びホイールシリンダ４４等を含んでいる。

車輪Ｗの制動力は、油圧式摩擦制動装置４０の油圧回路４３により、車輪Ｗに対応するホイールシリンダ４４に供給される作動油の圧力（油圧、以下、「制動圧」とも称呼される。）が制御されることによって制御される。即ち、左前輪ＷＦＬ、右前輪ＷＦＲ、左後輪ＷＲＬ及び右後輪ＷＲＲの制動力は、ホイールシリンダ４４ＦＬ、４４ＦＲ、４４ＲＬ及び４４ＲＲのそれぞれの制動圧が制御されることによって制御される。油圧回路４３は図示しないリザーバ、オイルポンプ及び種々の弁装置等を含み、ブレーキアクチュエータとして機能する。

ホイールシリンダ４４の制動圧は、通常時には運転者によるブレーキペダル４１の踏込み操作に応じて変化するマスタシリンダ４２の圧力（以下、「マスタシリンダ圧」とも称呼される。）Ｐｍに基づいてＥＣＵ６０により制御され、又は必要に応じて個別に制御される。

油圧回路４３は、弁装置として各ホイールシリンダ４４の制動圧を個別に制御する図示しない保持弁及び減圧弁を各ホイールシリンダ４４に対応して備えた周知の回路である。保持弁及び減圧弁は、連通位置及び遮断位置の何れか一方を択一的に選択する周知の二位置電磁弁である。

操舵装置５０は、ステアリングホイール５１、ステアリングシャフト５２、ラックシャフト５３及びラックアンドピニオン機構５４等を備えている。ステアリングホイール５１とステアリングシャフト５２は、同軸的に一体回転可能に連結している。ステアリングシャフト５２とラックシャフト５３とは、周知のラックアンドピニオン機構５４により連結されている。ラックシャフト５３の両端には、ナックルアーム５５Ｌ及び５５Ｒを介して左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲがそれぞれ接続されている。

ステアリングホイール５１が運転者により操作されると、ラックアンドピニオン機構５４によりステアリングシャフト５２の回転運動がラックシャフト５３の軸方向の直線運動に変換され、これにより左前輪ＷＦＬ及び右前輪ＷＦＲが転舵する。更に、操舵装置５０には、運転者のステアリング操作をアシストするための図示しないパワーステアリング機構が設けられている。

ＥＣＵ６０は、傾斜センサ７１、各車輪の車輪速度センサ７２、操舵角センサ７３及びマスタシリンダ圧センサ７４等と電気的に接続され、これらセンサからの出力信号を受信するようになっている。ＥＣＵは、エレクトロニックコントロールユニットの略称であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ（又は不揮発性メモリ）及びインタフェースＩ／Ｆ等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。ＣＰＵは、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたインストラクション（ルーチン）を実行することにより後述する各種機能を実現する。

傾斜センサ７１は、互いに直交する２つの軸（ｘ軸及びｙ軸）の方向に沿った加速度をそれぞれ検出可能なセンサである。傾斜センサ７１は、ｘ軸が車両１０の前後方向と、ｙ軸が車両１０の横方向と、それぞれ一致するように車両１０に取り付けられている。傾斜センサ７１は、停止している車両１０の前部が後部よりも低い位置にあるときに検出される値を正として前後加速度Ｇｘを表す出力信号を発生するようになっている。傾斜センサ７１は、停止している車両１０の右側が左側よりも低い位置にあるときに検出される値を正として横加速度Ｇｙを表す出力信号を発生するようになっている。

車輪速度センサ７２は、車輪Ｗの回転速度に応じた信号ＮＰを発生するようになっている。ＥＣＵ６０は、車輪速度センサ７２からの信号に基づいて車速を検出する。操舵角センサ７３は、ステアリングシャフト５２に取り付けられ、ステアリングホイール５１の操舵角θf を表す出力信号を発生するようになっている。なお、操舵角センサ７３は、車両１０の左旋回時に検出される値を正として操舵角θf を検出するようになっている。マスタシリンダ圧センサ７４は、マスタシリンダ圧Ｐｍを表す出力信号を発生するようになっている。

（作動）
前述したヒルホールド制御の実行（開始）条件は、以下の各条件が全て成立したとき成立する。
＜ヒルホールド制御実行条件＞
・ブレーキペダル４１が操作されている。
・車速が所定の速度Ｖth以下である。
・車両１０の前後方向の傾きθx の大きさ｜θx ｜が所定の角度θxth 以上である。

車両１０の前後方向の傾きθx は、傾斜センサ７１にて検出される前後加速度Ｇｘを表す信号に基づいて取得される。重力加速度をｇ（ｍ／ｓ²） と表すと、検出される前後加速度Ｇｘと前後方向の傾きθx とは、Ｇｘ＝ｇ・sinθx の関係にある。

ヒルホールド制御は、運転者により図示しないアクセルペダルの操作が行われたとき解除される。より具体的に述べると、ヒルホールド制御の実行中に運転者によりアクセルペダルの操作が行われると、油圧回路４３によって制動圧の減圧が開始される。

本制御装置は、車両１０が斜面に対してどのような向きで停車しているのかのみならず、操舵角θf も考慮して、車両１０を斜面に確実に保持できる制動力の最小値に基づいて、ヒルホールド制御中の制動力（以下、「ヒルホールド制動力」と称呼する。）を決定する。車両１０を斜面に確実に保持できる制動力の最小値は、「最小保持制動力」と称呼される。従って、ヒルホールド制動力は最小保持制動力以上である。

以下、最小保持制動力について検討する。図２（Ａ）に示したように、車両１０が斜面Ｓに車両１０の前部を斜面Ｓの下方に向けて（つまり、車両１０が降坂状態にて）停止していると仮定する。この斜面Ｓは平坦であり、図２（Ａ）の１−１断面図である図２（Ｂ）から理解されるように、斜面Ｓと水平面Ｈとのなす角（以下、「斜面の勾配」又は「坂路勾配」と称呼される。）はθs である。

車両１０の重量をｍ（ｋｇ）と表し、重力加速度をｇ（ｍ／ｓ²）と表すと、 車両１０に作用する重力はｍ・ｇ である。従って、図２（Ｂ）に示したように、車両１０に作用する「重力ｍ・ｇの斜面Ｓに沿った方向Ｄの成分」はｍ・ｇ・sinθs である。以下、車両１０に斜面Ｓに沿った方向の重力成分ｍ・ｇ・sinθsが作用する方向を、「斜面の傾斜方向Ｄ」と称呼する。車両１０の上下方向Ｚは、斜面Ｓの法線Ｎの方向と一致する。

更に、図２（Ａ）の２−２断面図である図２（Ｃ）に示したように、斜面の傾斜方向Ｄに直交し且つ斜面Ｓ上にある直線を直線Ｌ１と称呼し、車両１０の前後方向を表す直線を直線Ｘ１と称呼し、直線Ｌ１と直線Ｘ１とのなす角を停車角θと称呼する。停車角θは、斜面Ｓ上における車両１０の前後方向の向きを表す角度である。

図２（Ａ）乃至（Ｃ）に示したように車両１０が停車された場合の最小保持制動力について、図３及び図４に示した車両１０のモデル（二輪モデル）を用いて検討する。なお、図３及び図４は、二輪モデルを斜面Ｓの法線Ｎ方向から見た図を示している。これらの図において、前輪ＷＦの接地点Ｐｆと後輪ＷＲの接地点Ｐｒとの距離（即ち、ホイールベース）はＬであり、重心Ｇと後輪ＷＲの接地点Ｐｒとの距離はＬr である。

上述したように、車両１０には、斜面の傾斜方向Ｄに重力成分ｍ・ｇ・sinθsが作用する。図３に示したように、操舵角θf が「０」である場合、前輪ＷＦの最小保持制動力をＦbf0 、前輪ＷＦの転がり抵抗をＲf 、前輪ＷＦの横力をＫf0、後輪ＷＲの最小保持制動力をＦbr0 、後輪ＷＲの転がり抵抗をＲr 、後輪ＷＲの横力をＫr とそれぞれ表す。このとき、斜面の傾斜方向Ｄにおける力のつり合いの式は下記の（１）式のようになる。

ｍ・ｇ・sinθs＝Ｋf0・cosθ＋(Ｆbf0＋Ｒf)・sinθ
＋Ｋr・cosθ＋(Ｆbr0＋Ｒr)・sinθ …（１）

一方、後輪ＷＲの接地点Ｐｒを回転の中心とする力のモーメントのつり合い式は、下記の（２）式のようになる。

Ｋf0・Ｌ＝（ｍ・ｇ・sinθs）・cosθ・Ｌr …（２）

これに対し、図４に示したように、操舵角θf が０°より大きい場合、前輪ＷＦの最小保持制動力をＦbf1 、前輪ＷＦの横力をＫf1、後輪ＷＲの最小保持制動力をＦbr1 、後輪ＷＲの横力をＫr とそれぞれ表すと、斜面の傾斜方向Ｄにおけるつり合いの式は、下記の（３）式のようになる。

ｍ・ｇ・sinθs＝Ｋf1・cos(θ＋θf)＋(Ｆbf1＋Ｒf)・sin(θ＋θf)
＋Ｋr・cosθ＋(Ｆbr1＋Ｒr)・sinθ …（３）

更に、この場合の後輪ＷＲの接地点Ｐｒを回転の中心とする力のモーメントのつり合いは、下記の（４）式のようになる。

Ｋf1・cosθf＋(Ｆbf1＋Ｒf)・sinθf)・Ｌ＝ｍ・ｇ・sinθs・cosθ・Ｌr …（４）

上記（１）乃至（４）式から下記の（５）式が導出される。

(Ｆbf1−Ｆbf0)＋(Ｆbr1−Ｆbr0)・cosθf
＝(Ｌr／Ｌ)・ｍ・ｇ・sinθs・cosθ・sinθf＋(Ｆbf0＋Ｒf)・(cosθf−１) …（５）

ところで、図３及び図４から理解されるように、前輪ＷＦの操舵角θf が正の値である場合の前輪ＷＦの横力Ｋf1 は、前輪ＷＦの操舵角θf が０°である場合の横力Ｋf0よりも小さくなる（即ち、Ｋf1＜Ｋf0）。更に、停車角θ及び操舵角θf の範囲を考慮すると、cos(θ＋θf) はcosθよりも小さい。その結果、操舵角θf が正の値である場合の前輪ＷＦの横力の「斜面の傾斜方向Ｄ」の成分Ｋf1・cos(θ＋θf) は、操舵角θf が０°である場合の横力の「斜面の傾斜方向Ｄ」の成分Ｋf0・cosθよりも小さい。即ち、前輪ＷＦの横力の「斜面の傾斜方向Ｄ」の成分は、Ｋf0・cosθからＫf1・cos(θ＋θf) へと減少する。従って、前輪ＷＦの操舵角θf が正の値である場合の前輪ＷＦ及び後輪ＷＲの最小保持制動力は、操舵角θf が０°である場合の前輪ＷＦ及び後輪ＷＲの最小保持制動力よりも大きくなる。つまり、操舵角θf が０°より大きい場合、車両１０を斜面Ｓ上に停止させておくためには、操舵角θf が０°であるときの最小保持制動力に加え、「前輪ＷＦの横力低下分を補填するための制動力」を付与する必要がある。上記（５）式の左辺に見られる、値(Ｆbf1−Ｆbf0)及び値(Ｆbr1−Ｆbr0)は、前輪ＷＦ及び後輪ＷＲにそれぞれ付与すべき「横力低下分を補填するための制動力」である。

そこで、上記（５）式を用いて値(Ｆbf1−Ｆbf0)及び値(Ｆbr1−Ｆbr0)を算出することを検討する。（５）式の右辺には、操舵角θf が０°であるときの前輪ＷＦの最小保持制動力Ｆbf0 についての項が存在している。後述するように、この前輪ＷＦの最小保持制動力Ｆbf0 は、坂路勾配θs 及び停車角θの関数として一意に算出される（下記（１１）式及び下記（１２）式を参照。）。よって、上記（５）式の右辺は、坂路勾配θs 、停車角θ及び操舵角θf を関数として算出可能な値である。

ここで、値(Ｆbf1−Ｆbf0)をΔＦbfと置き、値(Ｆbr1−Ｆbr0)をΔＦbrと置き、cosθfをＣ１とおき、（５）式の右辺をＣ２と置くと、上記（５）式は、下記の（６）式にて表される。

ΔＦbf＋ΔＦbr・Ｃ１＝Ｃ２ …（６）

（６）式だけでは、差分ΔＦbf及び差分ΔＦbrは一意には定まらないが、ΔＦbr／ΔＦbf＝Ｋ１と置くと、（６）式から差分ΔＦbf及び差分ΔＦbrはそれぞれ下記の（７）式及び（８）式のように計算される。

ΔＦbf＝Ｃ２／(１＋Ｋ１・Ｃ１) …（７）
ΔＦbr＝Ｋ１・ΔＦbf＝Ｋ１・Ｃ２／(１＋Ｋ１・Ｃ１) …（８）

以上より、坂路勾配θs 、停車角θ及び操舵角θf に基づいて、「横力低下分を補填するための制動力」を算出すれば、その結果に基づいて、前輪ＷＦの最小保持制動力Ｆbf1 及び後輪ＷＲの最小保持制動力Ｆbr1 を算出することができる。但し、操舵角θf が０°であるときの前輪ＷＦの最小保持制動力Ｆbf0 を算出する必要がある。この最小保持制動力Ｆbf0 は、次のようにして算出される。

操舵角θf が０°であるときの車両１０全体の最小保持制動力Ｆreは、「車両１０の前後方向の傾斜を表す加速度ｇx 」と、車両１０の重量との積に等しい。「車両の前後方向の傾斜を表す加速度ｇx 」とは、重力加速度ｇの車両１０の前後方向の成分であり、「車両の前後方向の傾斜を表す加速度ｇx 」は、前後加速度Ｇｘに基づいて算出される（ｇx＝ｇ・sinθs・sinθ）。車両１０全体の最小保持制動力Ｆreは、下記の（９）式にて表される。

Ｆre＝ｍ・ｇx …（９）

前輪ＷＦの最小保持制動力Ｆbf0 と後輪ＷＲの最小保持制動力Ｆbr0 の比（前後配分比）Ｆbf0／Ｆbr0を予め定めることにより、（９）式にて算出された車両１０全体の最小保持制動力Ｆreを前輪ＷＦと後輪ＷＲに分配することができる。いま、前後分配比Ｆbr0／Ｆbf0＝Ｋ０とすると、（９）式は、下記の（１０）式にて表される。

Ｆre＝Ｆbf0＋Ｆbr0＝（１＋Ｋ０）Ｆbf0＝ｍ・ｇx …（１０）

従って、前輪ＷＦの最小保持制動力Ｆbf0 及び後輪ＷＲの最小保持制動力Ｆbr0 は、それぞれ下記の（１１）式及び（１２）式にて表される。

Ｆbf0＝ｇx／（１＋Ｋ０） …（１１）
Ｆbr0＝Ｋ０・Ｆbf0＝ｍ・ｇx・Ｋ０／（１＋Ｋ０） …（１２）

ところで、前輪ＷＦの操舵角θf が負の値である場合、図５に示したように、前輪ＷＦの横力Ｋf2 は、前輪ＷＦの操舵角θf が０°である場合の横力Ｋf0 よりも大きくなる。更に、停車角θ及び操舵角θf の範囲を考慮すると、cos(θ＋θf) はcosθよりも大きい。その結果、斜面の傾斜方向Ｄの成分Ｋfi・cos(θ＋θf)は増大する。即ち、前輪ＷＦの横力の傾斜方向Ｄの成分は、Ｋf0・cosθからＫf2・cos(θ＋θf)に変化する。従って、この場合の前輪ＷＦに必要な制動力Ｆbf2 は、操舵角θf が０°である場合に必要な制動力Ｆbf0 よりも小さくなる。

車両１０が登坂状態にて斜面Ｓ上に停止している場合、前輪ＷＦの操舵角θf が０°であるとき、図６（Ａ）に示したように、前輪ＷＦの横力Ｋf の斜面の傾斜方向Ｄの成分は、Ｋf3・cosθfである。

これに対し、前輪ＷＦの操舵角θf が正の値である場合、図６（Ｂ）に示したように、前輪ＷＦの横力Ｋf4 は、前輪ＷＦの操舵角θf が０°である場合の横力Ｋf3 よりも小さくなる。その結果、斜面の傾斜方向Ｄの成分Ｋf・cos(θ＋θf) も低下する。即ち、前輪ＷＦの横力の傾斜方向Ｄの成分は、Ｋf3・cosθからＫf4・cos(θ＋θf)に変化する。従って、この場合の前輪ＷＦに必要な制動力Ｆbf4 は、操舵角θf が０°である場合に必要な制動力Ｆbf3 よりも大きくなる。

一方、前輪ＷＦの操舵角θf が負の値である場合、図６（Ｃ）に示したように、前輪ＷＦの横力Ｋf5 は、前輪ＷＦの操舵角θf が０°である場合の横力Ｋf3 よりも大きくなる。その結果、斜面の傾斜方向Ｄの成分Ｋf・(θ＋θf)も増加する。即ち、前輪ＷＦの横力の「斜面の傾斜方向Ｄ」の成分は、Ｋf3・cosθ からＫf5・cos(θ＋θf) に変化する。従って、この場合の前輪ＷＦに必要な制動力Ｆbf5 は、操舵角θf が０°である場合に必要な制動力Ｆbf3 よりも小さくなる。

このように、車両１０が斜面Ｓに対して登坂状態で停止しているか降坂状態で停止しているかにかかわらず、前輪ＷＦの操舵角θf が正の値である場合の最小保持制動力は、操舵角θf が０°である場合の最小保持制動力よりも大きい。一方、前輪ＷＦの操舵角θf が負の値である場合の最小保持制動力は、操舵角θf が０°である場合の最小保持制動力よりも小さい。

以上の説明から理解されるように、最小保持制動力は、坂路勾配θs 、停車角θ及び操舵角θf に依存して変化する。そこで、本制御装置は、坂路勾配θs 、停車角θ及び操舵角θf を考慮して最小保持制動力を求め、その最小保持制動力に基づいてヒルホールド制動力を決定する。

なお、本制御装置は、斜面Ｓの勾配θs を、傾斜センサ７１のｘ軸センサの検出値（前後加速度Ｇｘ）及び傾斜センサ７１のｙ軸センサの検出値（横加速度Ｇｙ）に基づいて取得する。即ち、坂路勾配θs は、下記の（１３）式により算出される。

θs ＝arcsin((Ｇｘ²＋Ｇｙ²)^1/2 ／ｇ) ・・・（１３）

一方、重力の斜面の傾斜方向Ｄの成分ｍ・ｇ・sinθsは、図２（Ｃ）からも理解されるように、車両１０の前後方向Ｘ１の力と、車両１０の横方向の力とに分解される。即ち、車両１０の前後方向Ｘ１の重力加速度成分ｇx＝Ｇｘは、(ｇ・sinθs)・sinθであるから、停車角θは、下記の（１４）式に基づいて求められる。また、車両１０の横方向の重力加速度成分ｇy＝Ｇｙは、（ｇ・sinθs）・cosθであるから、停車角θは、下記の（１５）式に基づいても求められる。

θ＝arcsin(ｇx／（ｇ・sinθs）) …（１４）
θ＝arccos(ｇy／（ｇ・sinθs）) …（１５）

（実際の作動）
次に、本制御装置の実際の作動について説明する。ＥＣＵ６０のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」と称呼する。）は、所定時間が経過する毎に図７にフローチャートにより示したヒルホールド制御ルーチンを実行するようになっている。

ＣＰＵは、所定のタイミングになると、ステップ７００から処理を開始してステップ７１０に進み、前述のヒルホールド制御実行条件が成立しているか否かを判定する。ヒルホールド制御実行条件が成立している場合、ＣＰＵはステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２０に進み、前後加速度Ｇｘ、横加速度Ｇｙ、操舵角θf 及び各車輪の回転速度に応じた信号ＮＰを取得する。更に、ＣＰＵは取得された前後加速度Ｇｘ及び横加速度Ｇｙを（１３）式に適用して坂路勾配θs を算出するとともに、取得された前後加速度Ｇｘと算出された坂路勾配θsを（１４）式に適用して停車角θを算出する。

次いで、ＣＰＵはステップ７３０に進み、以下の手順にて操舵角θf が０°であるときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0及び後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr0を取得する。前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0は、最小保持制動力Ｆbf0 以上の値である。後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr0は、最小保持制動力Ｆbr0 以上の値である。

（１）ＣＰＵは、先ず、ステップ７２０にて取得された坂路勾配θs 及び停車角θに基づいて、操舵角θf が０°であるときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0を演算する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、坂路勾配θs 及び停車角θと、前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0と、の関係を規定したルックアップテーブルＭａｐＦbhf0(θs, θ)に、取得された坂路勾配θs 及び停車角θを適用することにより前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0を演算する。このテーブルＭａｐＦbhf0(θs, θ)及び以下の各ルックアップテーブルは予めシミュレーション及び実験等から求められ、ＥＣＵ６０内のＲＯＭに格納されている。

（２）次に、演算された前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0に基づいて後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr0を演算する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0と後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr0との関係を規定したルックアップテーブルＭａｐＦbhr0(Ｆbhf0)に演算された前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0を適用することにより後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr0を演算する。このテーブルＭａｐＦbhr0(Ｆbhf0)は、前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0を定数倍（Ｋ０倍）するテーブルである（（１２）式を参照。）。

次いで、ＣＰＵは、実際の（取得された）操舵角θf が０°であるか否かを判定する。実際の操舵角θf が０°であるとき、ＣＰＵはステップ７４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７５０に進み、取得された前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0及び後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr0を各車輪に付与する。

次いで、ＣＰＵはステップ７６０に進み、ヒルホールド制御が実行中であるか否かを判定する。現時点において、ヒルホールド制御は実行中である。従って、ＣＰＵはステップ７６０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７７０に進み、ヒルホールド制御解除条件が成立しているか否かを判定する。ヒルホールド制御解除条件は、前述したように、ヒルホールド制御の実行中にアクセルペダルの操作が行われることである。

ヒルホールド制御解除条件が成立していない場合、ＣＰＵはステップ７７０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、この場合、ステップ７５０にて付与された保持制動力が維持される。一方、ヒルホールド解除条件が成立している場合、ＣＰＵはステップ７７０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７８０に進む。ＣＰＵは、このステップ７８０にて所定の割合で制動圧を減圧し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、ＣＰＵは、制動圧が所定の制動圧（例えば、ゼロ）に達した時点にてヒルホールド制御が終了した（ヒルホールド制御中でない）と判定するようになっている。

一方、操舵角θf が０°でないとき、ＣＰＵはステップ７４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９０に進み、以下の手順にて操舵角θf が０°でないときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf1及び後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr1を取得する。

（３）ＣＰＵは、ステップ７３０にて算出された「操舵角θf が０°であるときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0」、停車角θ、坂路勾配θs及び操舵角θf に基づいて、「操舵角θf が０°でないときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf1と操舵角θf が０°であるときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0との差分」（以下、「前輪保持制動力の差分」と称呼する。）ΔＦbhf を演算する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、操舵角θf が０°であるときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0と、前輪保持制動力の差分ΔＦbhf と、の関係を規定したルックアップテーブルＭａｐ(Ｆbhf0,θ,θs,θf)に、実際の「操舵角θf が０°であるときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0」、実際の停車角θ、坂路勾配θs 及び操舵角θf を適用することにより前輪保持制動力の差分ΔＦbhf を演算する。

（４）次に、演算された前輪保持制動力の差分ΔＦbhf に基づいて、「操舵角θf が０°でないときの後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr1と操舵角θf が０°であるときの後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr0との差分」（以下、「後輪保持制動力の差分」と称呼する。）ΔＦbhr を演算する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、前輪保持制動力の差分ΔＦbhf と後輪保持制動力の差分ΔＦbhr との関係を規定したルックアップテーブルＭａｐΔＦbhr(ΔＦbhf)に、演算された前輪保持制動力の差分ΔＦbhf を適用することにより後輪保持制動力の差分ΔＦbhr を演算する。このテーブルＭａｐΔＦbhr(ΔＦbhf)は、前輪保持制動力の差分ΔＦbhf を定数倍（Ｋ１倍）するテーブルである（（８）式を参照。）。

（５）次いで、ＣＰＵは、演算された前輪保持制動力の差分ΔＦbhf 及び後輪保持制動力の差分ΔＦbhr に、ステップ７３０にて演算された操舵角θf が０°であるときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0及び後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr0をそれぞれ加えることにより、操舵角θf が０°でないときの保持制動力を得る。即ち、操舵角θf が０°でないときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf1及び後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr1は、それぞれ下記の（１６）式及び（１７）式にて表される。

Ｆbhf1＝Ｆbhf0＋ΔＦbhf …（１６）
Ｆbhr1＝Ｆbhr0＋ΔＦbhr …（１７）

次いで、ＣＰＵはステップ７５０に進み、各車輪に保持制動力を付与し、ステップ７６０に進む。ヒルホールド制御が実行されており且つヒルホールド制御解除条件が成立していないとき、ＣＰＵはステップ７６０、ステップ７７０、ステップ７９５と順に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、ヒルホールド制御実行条件が成立していないとき、ＣＰＵはステップ７１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７６０に直接進む。ヒルホールド制御が実行されていないとき、ＣＰＵはステップ７６０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

以上説明したように、本制御装置は、斜面Ｓと水平面Ｈとのなす角度である第１傾斜角（坂路勾配）θs 及び斜面Ｓ上における車両１０の前後方向軸線Ｘ１の向きを表す角度である第２傾斜角（停車角）θを特定する角度パラメータ取得手段（傾斜センサ）７１、操舵輪の操舵角θf を検出する操舵角センサ７３及び制御部（ＥＣＵ）６０を備える。

制御部６０は、ブレーキペダル４１の操作に応じた制動力が制動装置４０によって複数の車輪Ｗに付与されることにより車両１０が斜面Ｓにおいて停止した後にブレーキペダル４１の操作が解除されたとき、車両１０を停止させ続けるのに必要な制動力（最小保持制動力）以上のヒルホールド制動力を、制動装置４０を用いて複数の車輪Ｗにそれぞれ付与する。

このとき、制御部６０は、少なくとも角度パラメータ取得手段（傾斜センサ）７１により特定される第１傾斜角（坂路勾配）θs 及び第２傾斜角（停車角）θ、並びに操舵角センサ７３により検出される操舵角θf に基づいて、上記ヒルホールド制動力を決定する。

この構成によれば、車両１０の前後方向軸線Ｘ１と斜面の傾斜方向Ｄとのなす角及び操舵輪の操舵角θf によらず、ヒルホールド制御実行時に車両１０を斜面Ｓに確実に保持することができる。その結果、車両１０の降坂方向への移動を防止することができる。

＜変形例＞
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、以下に述べるように、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

上記実施形態においては、「操舵角θf が０°であるときの前輪ＷＦの保持制動力Ｆbhf0」、「操舵角θf が０°であるときの後輪ＷＲの保持制動力Ｆbhr0」、「前輪保持制動力の差分ΔＦbhf 」及び「後輪保持制動力の差分ΔＦbhr 」は、それぞれ予め定められたルックアップテーブルに基づいて算出されていた。しかし、これらの値はルックアップテーブルを用いずに、それぞれ（１１）式、（１２）式、（７）式及び（８）式を演算することにより算出されてもよい。

上記実施形態においては、操舵角θf が０°であるか否かの判定（ステップ７４０）を実行する前に、操舵角θf が０°であるときの保持制動力の演算を実行していた（ステップ７３０）。これに対し、操舵角θf が０°であるか否かの判定を実行した後、操舵角θf が０°であるときは、前述の保持制動力の演算手順（１）及び（２）を実行し、操舵角θfが０°でないときは保持制動力の演算手順（１）乃至（５）を実行してもよい。

本実施形態の制動装置は油圧によって摩擦力を発生させる油圧式摩擦制動装置であったが、電動モータのトルクによって摩擦力を発生させる電動式摩擦制動装置が用いられてもよい。更に、油圧式摩擦制動装置又は電動式摩擦制動装置にインホイールモータにより回生力を発生させる回生制動装置が組み合わされた制動装置であってもよい。

本実施形態の駆動装置２０及び駆動力伝達機構３０は前輪のみを駆動するように構成されていたが、本制御装置は、後輪を駆動するように構成された駆動装置及び駆動力伝達機構を備えた車両に適用されてもよい。更に、本制御装置は、四輪全てを駆動するように構成された駆動装置及び駆動力伝達機構を備えた車両に適用されてもよい。

本実施形態の駆動装置２０は駆動源としてエンジンを用いていたが、本制御装置は、駆動源としてエンジン及び電動機の組合せを用いた駆動装置、又は電動機を用いた駆動装置を備えた車両に適用されてもよい。

本実施形態の傾斜センサ７１は２軸の傾斜センサであったが、前後加速度Ｇｘ及び横加速度Ｇｙに加え、車両（車体）の上下方向の加速度Ｇｚも検出可能な３軸の傾斜センサが用いられてもよい。この場合、坂路勾配θs は、θs ＝arccos(Ｇｚ／ｇ) と算出される。

１０…車両、２０…駆動装置、３０…駆動力伝達機構、４０…制動装置、４１…ブレーキペダル、５０…操舵装置、６０…電子制御装置（ＥＣＵ）、７１…傾斜センサ、７３…操舵角センサ、Ｈ…水平面、Ｓ…斜面、ＷＦ…前輪、ＷＲ…後輪、Ｘ１…前後方向軸線、θf …操舵角、θs …坂路勾配（第１傾斜角）、θ…停車角（第２傾斜角）。

Claims (1)

1. 複数の車輪のそれぞれに制動力を付与する制動装置及び前記複数の車輪のうちの操舵輪の操舵角を変更可能な操舵装置を備えた車両に適用され、
   ブレーキペダルの操作に応じた制動力が前記制動装置によって前記複数の車輪に付与されることにより前記車両が斜面において停止した後に前記ブレーキペダルの操作が解除されたとき、前記車両を停止させ続けるのに必要な制動力以上のヒルホールド制動力を、前記制動装置を用いて前記複数の車輪にそれぞれ付与する制御部、
   を備えた、車両の制動制御装置であって、
   前記斜面と水平面とのなす角度である第１傾斜角及び前記斜面上における前記車両の前後方向軸線の向きを表す角度である第２傾斜角を特定する角度パラメータ取得手段と、
   前記操舵輪の前記操舵角を検出する操舵角センサと、
   を備え、
   前記制御部は、
   少なくとも前記角度パラメータ取得手段により特定される前記第１傾斜角及び前記第２傾斜角、並びに前記操舵角センサにより検出される前記操舵角に基づいて、前記ヒルホールド制動力を決定するように構成された、
   制動制御装置。
   

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